Изучение автоматических регистрирующих приборов серий рп160 и Диск-250

1. Цель работы

Цель работы - изучение устройства, принципа действия, а также наладка и проверка вторичных автоматических приборов серий РП160 и Диск-250.

2. При выполнении лабораторной работы студент должен:

Знать: цель и содержание предстоящей работы, порядок ее выполнения и основные теоретические положения по данной теме.

Уметь: пользоваться аппаратурой лабораторного стенда.

3. Общие положения

Взамен снятым с производства автоматическим компенсационным ВП второго типоразмера (КС2) промышленность выпускает регистрирующие приборы серий РП160 и РП160М, вместо КС3 – приборы серии Диск-250.

Одноканальные (РП160, Диск-250) и многоканальные (РП160М имеет 12 каналов измерения) не содержат мостовых измерительных схем и изготовлены на микроэлектронной элементной базе. Они реализуют «нулевой» (компенсационный) метод измерения и имеют класс точности 0,5 по показаниям и сигнализации, 1,0 – по регистрации. Быстродействие рассматриваемых ВП соответствует одному из следующего ряда: 2,5; 5,0; 10,0; 15,0 с.

В зависимости от модификации эти ВП работают в комплекте с термометрами сопротивления, термопарами или источниками унифицированных

сигналов тока (напряжения), которые подключают к входному усилителю ВхУ

прибора, как показано на рис. 34.

Рис. 34 Схема подключения ПП к ВП серий РП160 и Диск-250

Термопреобразователь сопротивления подключают к ВП по 4-х проводной схеме, что не требует подгонки сопротивления линии связи. Встроенный источник ИСТ питает термометр сопротивления R_t стабилизированным током i = 2 мА, что позволяет получить падение напряжения U_t на резисторе R_t, пропорциональное измеряемой температруре, которое подают на вход ВхУ.

Термопару подключают к ВП термокомпенсационными проводами, причем на клеммной колодке, размещенной снаружи на задней стенке ВП устанавливают катушку R_M = 10,0 Ом, намотанную медным проводом. Применение медной катушки R_M, на которую поступает напряжение смещения U_СМ, обеспечивает компенсацию термо-э.д.с. холодных концов термопары.

Унифицированные сигналы поступают на вход ВхУ через делители напряжения, причем значения сопротивлений R1, R2 делителей зависят от вида и диапазона входного сигнала.

Принцип действия ВП серии РП160 (рис. 35) основан на сравнении двух сигналов напряжения постоянного тока: измеряемого напряжения от ПП и сигнала обратной связи, который снимается с подвижного контакта реохорда R_р.

Рис. 35 Схема автоматического регистрирующего прибора серии РП160

Сигнал ПП после усиления в м-д-м – усилителе ВхУ поступает на суммирующий усилитель СУ, куда подается сигнал обратной связи. Разностный сигнал  после усиления в СУ поступает в компаратор КП, который формирует два сигнала: «Реверс», зависящий от знака  и «Порог», зависящий от амплитуды .

Порядок коммутации напряжения питания (+24 В) на обмотках статора шагового двигателя М1 определяет направление вращения ротора М1 и задается сигналом «Реверс», который управляет состоянием реверсивного счетчика РС. При вращении ротора М1 перемещается каретка с указательной стрелкой и подвижным контактом реохорда R_р в сторону снижения сигнала рассогласования (0).

Частота подключения напряжения питания к обмоткам статора шагового двигателя М1 определяет скорость вращения ротора М1 и задается реверсивным счетчиком РС и дешифратором ДШ, которые в свою очередь, управляются прямоугольными импульсами, поступающими от генератора Г через делитель частоты Д1.

При наличии сигнала «Порог  7 В» частота подключения статора М1 к напряжению питания максимальна. При снижении сигнала «Порог» до уровня менее 7 В дешифратор ДШ изменяет канал прохождения прямоугольных импульсов через счетчик РС и скорость вращения ротора уменьшается в 4 раза. Когда сигнал «Порог» становится меньше 0,6 В ( = 0), дешифратор ДШ вводит запрет на подачу напряжения питания (+24 В) к статору М1 и двигатель останавливается. После этого считывают показания РП160.

Проверка исправности ВП осуществляют нажатием кнопки «Контроль» на лицевой панели ВП, при котором стрелка должна установиться на отметке, соответствующей 50 % длины шкалы. Сюда же выведены шлицы переменных резисторов «Шкала: начало, конец», при помощи которых настраивают диапазон измерения ВП.

Лентопротяжный механизм ЛПМ приборов РП160 и РП160М приводится в действие шаговым двигателем М2. Скорость диаграммной ленты (частота коммутации статора М2 напряжением питания +24 В) задается генератором Г и делителем частоты Д2, порядок коммутации – коммутатором К.

Выбор скорости V_зад диаграммы осуществляют в двух режимах: дистанционно по команде от внешнего источника (при нажатии кнопки «Дист.» на лицевой панели) или установкой вставки в розетке при нажатой кнопке «Внутр.». Положение вставки соответствует одной из возможных скоростей :

20, 40, 60, 120, 240, 1200, 2400 ммч.

Схема сигнализации содержит четыре выходных устройства ВУ1…ВУ4 и реализована в модулях сравнения и силовых ключей. Модуль сравнения состоит из 4 компараторов, которые сравнивают сигнал соответствующей уставки с сигналом выхода СУ. Модуль силовых ключей служит усилителем мощности компараторов и подает выходное напряжение к соответствующим клеммам выходной колодки, размещенной на задней стенке ВП.

Уставки компараторов настраивают, удерживая кнопку «Задача» (на лицевой панели ВП), и перемещая указательную стрелку ВП на требуемую отметку шкалы поворотом оси резистора «общий». Затем поворотом оси одного из 4 резисторов уставки компараторов добиваются включения (выключения) соответствующего светодиодного индикатора, который сигнализирует о срабатывании выходного устройства ВУ1…ВУ4.

В схеме Диск-250 (рис. 36) использована традиционная аналоговая микроэлектроника. Электродвигатель обратной связи М1 – реверсивный асинхронный, привода диаграммы М2 (на рис.36 не показан) – синхронный. Скорость вращения диаграммного диска – 1 оборот за 8 или 24 часа.

Сигнал от ПП, предварительно усиленный при помощи входного усилителя ВхУ, поступает в м-д-м – усилитель входного сигнала УВС, который содержит предварительный усилитель ПУ и оконечный усилитель ОкУ. Сигнал с выхода УВС сравнивается с сигналом обратной связи, поступающим от подвижного контакта реохорда R_р через усилитель реохорда УР. Разностный сигнал  преобразуется усилителем небаланса УН и реверсивным двигателем М1 в перемещение указательной стрелки и контакта реохорда R_р в сторону уменьшения сигнала рассогласования (  0). Когда наступает баланс и  = 0, двигатель М1 останавливается и оператор считывает показания ВП.

Рис. 36 Схема автоматического вторичного прибора серии Диск-250

Настройку диапазона измерения осуществляют переменными резисторами «Нижний предел», «Верхний предел», доступ к которым предусмотрен через отверстия в верхней части корпуса ВП.

Диск-250 имеет следующие выходные устройства:

• ПВС (преобразователь выходного сигнала), вырабатывающий унифицированные сигналы тока (0…5, 4…20) мА или напряжения (0…5, 0…10) В;

• УИО (устройство индикации обрыва ПП), светодиодный индикатор которого установлен на крышке прибора;

• ВУ1 (выходное устройство 1), вырабатывающее сигнал «меньше»;

• ВУ2 – вырабатывающее сигнал «больше»;

• ВУ3 и ВУ4, образующие 3-х позиционный регулятор с выходным напряжением =24 В.

К типовым легко устранимым неисправностям ВП серий РП160 и Диск-250 можно отнести следующие:

• предохранитель сгорел или отсутствует (прибор не включается);

• внешние подключения выполнены с ошибкой;

• выбран неверный тип проводов для подключения ПП (медные для термометров сопротивления и термокомпенсационные – для термопар);

• реохорд обратной связи неисправен (отсутствует или слабый контакт);

• неверная установка стрелки ВП:

- сбита электронная настройка начала или конца шкалы;

- каретка с указательной стрелкой проскальзывает вдоль приводного тросика

либо неверно закреплена на нем (для РП160).